EP2215286B1 - Bereitstellung von wasserführenden bauteilen aus messinglegierungen mit verringerter metallionenfreisetzung - Google Patents

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EP2215286B1
EP2215286B1 EP08850224A EP08850224A EP2215286B1 EP 2215286 B1 EP2215286 B1 EP 2215286B1 EP 08850224 A EP08850224 A EP 08850224A EP 08850224 A EP08850224 A EP 08850224A EP 2215286 B1 EP2215286 B1 EP 2215286B1
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water
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brass
copper oxide
metal ions
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Andreas Fath
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/006—Arrangements or methods for cleaning or refurbishing water conduits
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/60—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
    • C23C22/62—Treatment of iron or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to a process for the production or supply of water-bearing components made of brass alloys with reduced metal ion release and the corresponding components themselves.
  • Components made of brass alloys are used for very different purposes. Particularly important are those applications in which these components come in contact with water as intended, especially with drinking water. These are in the broadest sense the areas of sanitary engineering, water and drinking water production and water treatment.
  • brass alloys are used for the production of water-bearing or water-storing components. Conventional production methods for such components are, for example, drawing, turning, hot pressing (forging) or casting. The corresponding components are then, for example, pipes, valves, fittings and the like.
  • brass alloys In principle, a wide variety of brass alloys can be used for the purposes mentioned. These alloys are known in the art. Particularly noteworthy here are the lead-containing brass alloys, in which case the lead is generally added for better mechanical workability of the components produced therefrom.
  • Such coatings are preferably applied to the so-called decorative surfaces, ie those (outer) surfaces which are accessible to the user of the component, for example the sanitary fitting.
  • the coatings mentioned have either a technical function, eg. B. corrosion protection, or a decorative function, eg. Gloss, or both.
  • the best known example of such coatings is the so-called chrome plating, ie the application of a, usually final, chromium layer on the component. This chromium layer is usually applied by electroplating, wherein below the chromium layer, various other coatings can be located, which usually conclude with a nickel layer.
  • the said coatings are to be applied only to the decorative surfaces of the component, it is usually unavoidable that such coatings (partially) also deposit in the water-bearing (inner) surfaces of the component. It is said here that these layers “scatter" into the water-bearing parts of the component and their surfaces. From such interspersed layers then come, for example, the above-mentioned nickel ions, which can be detected in the water flowing through the component.
  • the JP 61117282 A shows the formation of copper oxide films on the surfaces of conductive materials consisting of copper or copper alloys.
  • JP 61221378 A the application of a copper oxide film on a non-chromed, water-bearing pipe system by strongly alkaline, oxidizing solutions.
  • this method should be easily incorporated into existing production or coating processes for such components, in particular for sanitary fittings.
  • an already completely coated, preferably chrome-plated component should be able to be treated by such a new method.
  • the above-mentioned method for producing or providing water-conducting components which are made of brass alloys and have reduced metal ion release in use, is designed so that at least on the surfaces of the components in contact with water in use, at least partially, a copper oxide layer is formed.
  • This copper oxide layer prevents metal ions from the underlying surfaces from entering the water present in or traversing the device.
  • the components are already chrome plated on their decorative surfaces when carrying out the method.
  • these may be galvanically applied chromium layers.
  • This procedure has the particular advantage that the method steps according to the invention can be easily integrated into an already existing process sequence.
  • the method according to the invention is designed such that the surfaces of the component which come into contact with water during use are partially provided with a nickel layer. Again, it is preferably a plated nickel layer.
  • the surfaces of the components coated according to the invention are the (inner) exposed brass surfaces. These are those inner surfaces where the original brass material from which the component is made is substantially unchanged, d. H. For example, it is not provided with any coating, for example an interspersed nickel layer.
  • These exposed brass surfaces are then according to the invention preferably completely provided with the copper oxide layer, so that from them no or substantially no metal ions (copper, zinc, lead and optionally other alloying constituents) can be released.
  • At least one 80 ° C. hot solution containing 250 g / l of sodium chloride (NaClO 2 ) and 300 g / l of sodium hydroxide (NaOH) is used over a period of 10 minutes.
  • a strongly alkaline sodium chlorite solution is used. This can be prepared, for example, by introducing sodium hydroxide into an aqueous sodium chlorite solution.
  • the alkalinity of the strongly alkaline solution is achieved by addition of a suitable, for example, solid base, such as sodium hydroxide, by adding, for example, sodium hydroxide platelets in appropriate concentration to the sodium chlorite solution.
  • a suitable, for example, solid base such as sodium hydroxide
  • CuO cupric oxide
  • this is a black, resistant layer, which forms closed on the corresponding surface and is firmly anchored on this surface.
  • a restriction to the form CuO should not be made. It is not excluded that in addition partially Cu 2 O (copper (I) oxide) is formed.
  • the layer thicknesses of the copper oxide layer obtained, depending on the treatment, are generally less than 50 .mu.m, whereby higher layer thicknesses can also easily be achieved.
  • the layer thicknesses are less than 25 .mu.m, wherein in particular layer thicknesses between 0.05 .mu.m and 5 .mu.m are more preferred.
  • the brass alloy may be a leaded brass alloy.
  • the lead contents of such brass alloys are below 10%, preferably below 5%.
  • lead-containing brass alloys with a lead content of about 7% are used.
  • the method according to the invention can be varied. So it is conceivable in principle to integrate further process steps, in which not only on the exposed brass surfaces a copper oxide layer is formed, but additionally a Entnickeln and / or a dezincing takes place. Such dezincing causes the corresponding surfaces in contact with water when used to deplete the surface of zinc and, accordingly, may therefore release less zinc ions into the water / drinking water. Detangling is similarly the removal of nickel layers from the surfaces of the component in contact with water when in use. As mentioned above, such nickel layers can be formed by the so-called scattering in a decorative coating of the outer surfaces, such as a chrome plating.
  • the advantages of the method according to the invention will become apparent from the previous versions.
  • the copper oxide layer formed on the surfaces of the components in contact with water upon use prevents metal ions from being released from the copper oxide layer itself and from the underlying surface areas.
  • These metal ions are primarily the copper ions and zinc ions which are absolutely necessary in the brass and the ions of the optionally present further alloying metals, in particular lead ions.
  • a further advantage is to be emphasized that the method steps according to the invention are carried out on an already chrome-plated component.
  • the method according to the invention can be installed and integrated in a simple manner into already existing process sequences, for example a so-called electroplating.
  • the surface of the other sample was treated for 10 minutes in an 80 ° C, strongly alkaline sodium chlorite solution.
  • 250 g of sodium chlorite (NaClO 2 ) and 300 g (sodium hydroxide (NaOH)) were contained per liter of aqueous solution. After this treatment, a copper oxide layer resulted on this surface.
  • the three other fittings were exposed to a 80 ° C, strongly alkaline sodium chlorite solution over a period of 10 minutes (Immersion with movement of the fittings), wherein the composition of the solution corresponded to that of Example 1.
  • these three fittings were treated according to the invention, namely, a copper oxide layer was formed on the surfaces in contact with water (inner surfaces) of the fittings, namely the exposed brass surfaces there.
  • the method according to the invention is capable of significantly reducing the metal ion release in water-carrying components due to the formed copper oxide layer.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung oder zur Bereitstellung von wasserführenden Bauteilen aus Messinglegierungen mit verringerter Metallionenfreisetzung und die entsprechenden Bauteile selbst.
  • Bauteile aus Messinglegierungen werden für ganz unterschiedliche Einsatzzwecke verwendet. Besonders wichtig sind diejenigen Anwendungen, bei denen diese Bauteile bestimmungsgemäß mit Wasser, insbesondere auch mit Trinkwasser, in Berührung kommen. Dies sind im weitesten Sinne die Gebiete der Sanitärtechnik, der Wasser- und Trinkwassergewinnung sowie der Wasseraufbereitung. Dort werden Messinglegierungen zur Herstellung von wasserführenden oder wasserspeichernden Bauteilen eingesetzt. Übliche Herstellungsverfahren für solche Bauteile sind beispielsweise das Ziehen, Drehen, Warmpressen (Schmieden) oder Gießen. Bei den entsprechenden Bauteilen handelt es sich dann beispielsweise um Rohre, Ventile, Armaturen und dergleichen.
  • Grundsätzlich können für die genannten Zwecke die unterschiedlichsten Messinglegierungen eingesetzt werden. Diese Legierungen sind dem Fachmann bekannt. Besonders hervorzuheben sind dabei auch die bleihaltigen Messinglegierungen, wobei hier das Blei in der Regel zur besseren mechanischen Bearbeitbarkeit der daraus gefertigten Bauteile zugesetzt wird.
  • Bei allen Bauteilen aus Messinglegierungen, die mit Wasser in Berührung kommen, und insbesondere wasserführend sind, muß berücksichtigt werden, daß aus diesen Bauteilen oder aus Beschichtungen, die auf diesen Bauteilen aufgebracht sind, bei Gebrauch Metallionen an das Wasser abgegeben werden. Im Falle der Messinglegierungen sind dies zum einen Kupferionen und Zinkionen, die im Messing ja regelmäßig enthalten sind. Hinzu kommen die häufig als Legierungsbestandteil enthaltenen Bleiionen. Weiter können Nickelionen an das Wasser abgegeben werden, wobei diese Nickelionen in der Regel aus Beschichtungen stammen, die bei der Weiterverarbeitung der Messingteile, insbesondere galvanisch aufgebracht werden. Bekanntlich werden Bauteile aus Messinglegierungen, insbesondere auf dem Gebiet der Sanitärtechnik, mit Beschichtungen, insbesondere metallischen Beschichtungen, versehen. Solche Beschichtungen werden vorzugsweise auf die sogenannten dekorativen Oberflächen aufgebracht, d. h. diejenigen (äußeren) Oberflächen, die dem Benutzer des Bauteils, beispielsweise der Sanitärarmatur, zugänglich sind. Die genannten Beschichtungen haben dabei entweder eine technische Funktion, z. B. Korrosionsschutz, oder eine dekorative Funktion, z. B. Glanz, oder beides. Bekanntestes Beispiel für solche Beschichtungen ist die sogenannte Verchromung, d. h. das Aufbringen einer, meist abschließenden, Chromschicht auf das Bauteil. Diese Chromschicht wird in der Regel galvanisch aufgebracht, wobei sich unterhalb der Chromschicht unterschiedliche weitere Beschichtungen befinden können, die üblicherweise mit einer Nickelschicht abschließen. Obwohl die genannten Beschichtungen nur auf die dekorativen Oberflächen des Bauteils aufgebracht werden sollen, läßt es sich in der Regel nicht vermeiden, daß sich solche Beschichtungen (teilweise) auch in den wasserführenden (inneren) Oberflächen des Bauteils abscheiden. Man spricht hier davon, daß diese Schichten in die wasserführenden Teile des Bauteils und deren Oberflächen "einstreuen". Aus solchen eingestreuten Schichten stammen dann beispielsweise die oben erwähnten Nickelionen, die sich im Wasser, das das Bauteil durchströmt, nachweisen lassen.
  • Die Freisetzung von Metallionen, insbesondere der erwähnten Kupfer-, Zink- und Bleiionen, in das Wasser, das mit dem Bauteil bei Gebrauch bestimmungsgemäß in Berührung kommt, insbesondere das Bauteil durchströmt, wird jedoch immer weniger toleriert. Dies gilt insbesondere für den Trinkwasserbereich. So bestehen entweder bereits Grenzwerte für solche Metallionen bei einer Produktzulassung, oder es ist mit der Einführung entsprechender Grenzwerte zu rechnen. So gibt es beispielsweise für den Trinkwasserbereich bei Messinglegierungen in den USA bereits den sogenannten NSF61-Standard, der Grenzwerte definiert.
  • Um die entsprechenden Grenzwerte einzuhalten, werden deshalb bereits verschiedene Beschichtungsverfahren vorgeschlagen, um einen Übertritt der entsprechenden Metallionen in das Wasser, insbesondere Trinkwasser, zu verhindern. So werden Bauteile beispielsweise chemisch verkupfert oder chemisch verzinnt. Diese Vorgehensweise hat allerdings den Nachteil, daß immer das gesamte Bauteil mit den entsprechenden Schichten versehen wird. Deshalb müssen solche Schichten beispielsweise bei Sanitärarmaturen an deren dekorativen Oberflächen (Sichtbereich) wieder entfernt werden, beispielsweise durch Abschleifen oder Abpolieren. Dies ist verständlicherweise sehr aufwendig. Hinzu kommt, daß erst nach diesen zusätzlichen Beschichtungsverfahren und Polierverfahren das Messingteil dann galvanisch weiterbeschichtet werden kann, beispielsweise durch das übliche Vernickeln und anschließende Verchromen.
  • Die Veröffentlichung von Valcarce M B et al. "A comperative analysis of copper and brass surface film in contact with tap water" JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE, Bd. 41., Nr. 7, 17. Februar 2006 (2006-02-17), Seiten 1999-2007, XP 019211720 KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS, offenbart eine Untersuchung von Messingscheiben, die in Kontakt mit (künstlich hergestelltem) Trinkwasser gebracht wurden. Untersucht wurde dabei die Ausbildung entsprechender Oberflächenschichten mit verschiedenen Methoden. Ein wesentlicher Fokus war dabei der Einbau von Zinkionen in die entsprechenden Oberflächenfilme auf dem Messing.
  • Die JP 61117282 A zeigt die Ausbildung von Kupferoxidfilmen auf den Oberflächen leitfähiger Materialien, die aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen.
  • In der WO 97/06313 A1 werden zwar die mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen einer verchromten Messingarmatur in einem zweiten Verfahrensschritt passiviert. Die Verringerung der Metallionenfreisetzung erfolgt jedoch in einem ersten Verfahrensschritt durch Ätzen mit sauren Lösungen.
  • Schließlich zeigt die JP 61221378 A das Aufbringen eines Kupferoxidfilms auf ein nicht verchromtes, wasserführendes Rohrsystem durch stark alkalische, oxidierende Lösungen.
  • Die Erfindung stellt sich dementsprechend die Aufgabe, ein neues Verfahren zur Verringerung der Metallionenfreisetzung aus wasserführenden Bauteilen, die aus Messinglegierungen gefertigt sind, bereitzustellen. Insbesondere soll dieses Verfahren in einfacher Weise in bestehende Produktions- oder Beschichtungsverfahren für solche Bauteile, insbesondere für Sanitärarmaturen, eingegliedert werden können. Idealerweise soll ein bereits weitgehend fertig beschichtetes, vorzugsweise verchromtes Bauteil durch ein solches neues Verfahren behandelt werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungen dieses Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 dargestellt.
    Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
  • Das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung oder Bereitstellung von wasserführenden Bauteilen, die aus Messinglegierungen gefertigt sind und bei Gebrauch eine verringerte Metallionenfreisetzung aufweisen, ist derart ausgestaltet, daß zumindest auf den bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen der Bauteile mindestens teilweise eine Kupferoxidschicht ausgebildet wird. Diese Kupferoxidschicht verhindert, daß Metallionen aus den darunterliegenden Oberflächen in das Wasser, das im Bauteil vorhanden ist oder dieses durchströmt, übertreten können. Die erfindungsgemäßen Vorteile werden im folgenden noch näher erläutert.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Bauteile an ihren dekorativen Oberflächen bei Durchführung des Verfahrens bereits verchromt. Insbesondere kann es sich dabei um galvanisch aufgebrachte Chromschichten handeln. Diese Vorgehensweise hat den besonderen Vorteil, daß die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte leicht in eine bereits bestehende Verfahrensabfolge integriert werden können. Außerdem ist keine zusätzliche Behandlung der dekorativen Oberflächen, wie beispielsweise ein Abschleifen oder Abpolieren, notwendig.
  • In Weiterbildung ist das erfindungsgemäße Verfahren so ausgestaltet, daß die bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen des Bauteils teilweise mit einer Nickelschicht versehen sind. Auch hier handelt es sich vorzugsweise um eine galvanisch aufgebrachte Nickelschicht.
  • Derartige Ausführungsformen stehen mit den einleitend gemachten Erläuterungen im Zusammenhang. Wie dort geschildert, werden beim Aufbringen von Schichten auf die dekorativen Oberflächen des Messingteils, diese Schichten, beispielsweise Nickelschichten, in die wasserführenden Teile des Bauteils "eingestreut". In der Regel wird es sich also hier um solche Nickelschichten handeln, die sich (teilweise) auf den mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen des Bauteils befinden.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei den erfindungsgemäß beschichteten Oberflächen der Bauteile, die bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt treten, um die (inneren) freiliegenden Messingoberflächen. Dies sind diejenigen inneren Oberflächen, bei denen das Ursprungsmaterial Messing, aus dem das Bauteil gefertigt ist, im wesentlichen unverändert, d. h. beispielsweise nicht mit irgendeiner Beschichtung, beispielsweise einer eingestreuten Nickelschicht, versehen ist. Diese freiliegenden Messingoberflächen sind dann erfindungsgemäß vorzugsweise vollständig mit der Kupferoxidschicht versehen, so daß aus ihnen keine oder im wesentlichen keine Metallionen (Kupfer, Zink, Blei und gegebenenfalls weitere Legierungsbestandteile) freigesetzt werden können.
  • Zur Ausbildung der Kupferoxidschicht wird erfindungsgemäß mindestens eine 80°C heiße Lösung, enthaltend 250 g/l Natriumchlorid (NaClO2) und 300 g/l Natriumhydroxid (NaOH), über einen Zeitraum von 10 Minuten eingesetzt.
  • Es handelt sich um eine stark alkalische Lösung mit einem pH-Wert > 11.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung der Kupferoxidschicht wird eine stark alkalische Natriumchloritlösung eingesetzt. Diese läßt sich beispielsweise durch Einbringen von Natriumhydroxid in eine wäßrige Natriumchloritlösung herstellen.
  • Die Alkalizität der stark alkalischen Lösung wird dabei durch Zugabe einer geeigneten, beispielsweise festen Base, wie Natriumhydroxid, erreicht, indem beispielsweise Natriumhydroxid-Plättchen in entsprechender Konzentration zu der Natriumchloritlösung zugegeben werden.
  • Bezüglich der erhaltenen Kupferoxidschicht wird davon ausgegangen, daß es sich hier um CuO (Kupfer(II)-Oxid) handelt. Wie im Zusammehang mit dem Beispiel erläutert wird, handelt es sich hierbei um eine schwarze, beständige Schicht, die sich geschlossen auf der entsprechenden Oberfläche ausbildet und fest auf dieser Oberfläche verankert ist.
    Eine Beschränkung auf die Form CuO soll jedoch nicht gemacht werden. Es ist nicht auszuschließen, daß zusätzlich teilweise Cu2O (Kupfer(I)-Oxid) gebildet wird.
  • Die je nach Behandlung erhaltenen Schichtdicken der Kupferoxidschicht betragen in der Regel weniger als 50 µm, wobei höhere Schichtdicken ohne weiteres auch erreicht werden können. Vorzugsweise betragen die Schichtdicken weniger als 25 µm, wobei insbesondere Schichtdicken zwischen 0,05 µm und 5 µm weiter bevorzugt sind.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen kann es sich bei der Messinglegierung um eine bleihaltige Messinglegierung handeln. Vorzugsweise liegen die Bleianteile solcher Messinglegierungen unterhalb von 10 %, vorzugsweise unterhalb von 5 %. In diesem Zusammenhang soll erwähnt werden, daß auf dem Gebiet der Sanitärtechnik in den USA bleihaltige Messinglegierungen mit einem Bleianteil von ca. 7 % verwendet werden. Für Europa seien als bevorzugte bleihaltige Messinglegierungen CuZn37Pb oder CuZn39Pb3 erwähnt.
  • Im übrigen sei angemerkt, daß das erfindungsgemäße Verfahren variiert werden kann. So ist es grundsätzlich denkbar, weitere Verfahrensschritte zu integrieren, bei denen nicht nur auf den freiliegenden Messingoberflächen eine Kupferoxidschicht ausgebildet wird, sondern zusätzlich ein Entnickeln und/oder ein Entzinken stattfindet. Ein solches Entzinken bewirkt, daß die entsprechenden bei Gebrauch des Bauteils mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen an Zink verarmen und dementsprechend bereits deshalb weniger Zinkionen in das Wasser/Trinkwasser austreten können. Ein Entnickeln ist in entsprechender Weise die Entfernung von Nickelschichten von den bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen des Bauteils. Wie eingangs erwähnt, können solche Nickelschichten durch das sogenannte Einstreuen bei einer dekorativen Beschichtung der Außenoberflächen, beispielsweise einem Verchromen, entstehen.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich bereits aus den bisherigen Ausführungen. Die Kupferoxidschicht, die auf den bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen der Bauteile ausgebildet wird bzw. ausgebildet ist, verhindert, daß Metallionen aus der Kupferoxidschicht selbst und aus den darunterliegenden Oberflächenbereichen freigesetzt werden. Bei diesen Metallionen handelt es sich in erster Linie um die im Messing zwingend vorhandenen Kupferionen und Zinkionen und die Ionen der gegebenenfalls vorhandenen weiteren Legierungsmetalle, insbesondere um Bleiionen.
    Als weiterer Vorteil ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auf einem bereits verchromten Bauteil durchgeführt werden. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher Weise in bereits bestehende Verfahrensabläufe, beispielsweise einer sogenannten Galvanik, eingebaut und integriert werden.
  • Die geschilderten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Dabei können die einzelnen Merkmale für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
    • Beispiel 1
  • Zunächst wurden zwei Proben aus Messing, nämlich aus einer Messinglegierung CuZn37 bereitgestellt. Eine dieser Proben wurde zum Vergleich unbehandelt gelassen.
  • Die Oberfläche der anderen Probe wurde über einen Zeitraum von 10 Minuten in einer 80 °C heißen, stark alkalischen Natriumchloritlösung behandelt. Pro Liter wäßrige Lösung waren dabei 250 gr Natriumchlorit (NaClO2) und 300 gr (Natriumhydroxid (NaOH)) enthalten. Nach dieser Behandlung ergab sich auf dieser Oberfläche eine Kupferoxidschicht.
  • Durch eine spektroskopische Untersuchung wurde festgestellt, daß sich auf der Oberfläche der behandelten Probe eine Kupferoxidschicht ausgebildet hat. Bei der erhaltenen braunroten bis tiefschwarzen Oxidationsschicht, die eine sehr gute Haftung auf dem Grundmaterial Messing besaß, handelt es sich hauptsächlich um CuO (Kupfer(II)-Oxid).
    • Beispiel 2
  • Es wurden insgesamt 6 Exemplare einer bereits in einer Galvanikanlage verchromten Sanitärarmatur (Einhebelmischer) bereitgestellt. Wie bereits erläutert, ist bei solchen Armaturen eine Nickelschicht unterhalb der abschließenden Chromschicht aufgebracht, wobei diese Nickelschicht prozeßbedingt auch in die (inneren) wasserführenden Teile der Armatur einstreut.
  • Drei dieser 6 Armaturen wurden nicht weiter behandelt und dienten als Vergleichsarmaturen.
  • Die drei anderen Armaturen wurden über einen Zeitraum von 10 Minuten einer 80 °C heißen, stark alkalischen Natriumchloritlösung ausgesetzt (Eintauchen unter Bewegung der Armaturen), wobei die Zusammensetzung der Lösung derjenigen aus Beispiel 1 entsprach. Durch diese Behandlung wurden diese drei Armaturen erfindungsgemäß behandelt, und zwar wurde auf den mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen (inneren Oberflächen) der Armaturen, nämlich den dort freiliegenden Messingoberflächen, eine Kupferoxidschicht ausgebildet.
  • Um die Metallionenfreisetzung bei den drei unbehandelten Armaturen und bei den drei behandelten Armaturen zu vergleichen, wurden alle 6 Armaturen mit voll entsalztem Wasser gefüllt, mit geeigneten Stopfen verschlossen und dann einige Stunden stehengelassen. Anschließend wurden die Armaturen entleert und wieder mit voll entsalztem Wasser befüllt und wieder einige Stunden stehengelassen. Dies wurde über einen Zeitraum von insgesamt 19 Tagen wiederholt. Die bei den Entleerungen erhaltenen Wasserproben wurden spektroskopisch, z. B. mit Hilfe einer ICP-OES-Anlage (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) untersucht, und zwar auf die Ionen von Kupfer und Blei.
  • Bei der Untersuchung wurde festgestellt, daß sich die Freisetzung von Blei in den behandelten Armaturen gegenüber den nicht behandelten Armaturen deutlich reduzierte. Auch die Kupferfreisetzung ist bei den behandelten Armaturen gegenüber den nicht behandelten Armaturen deutlich reduziert, wobei der in den USA geltende Grenzwert für die Kupferfreisetzung (130 µg/l) unterschritten wurde.
  • Damit ist anhand der Beispiele deutlich nachgewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage ist, durch die ausgebildete Kupferoxidschicht, die Metallionenfreisetzung in wasserführenden Bauteilen deutlich zu reduzieren.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Herstellung oder Bereitstellung von wasserführenden Bauteilen aus Messinglegierungen wie Armaturen und dergleichen, die bei Gebrauch eine verringerte Metallionenfreisetzung aufweisen, bei dem zumindest auf den bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen der Bauteile mindestens teilweise eine Kupferoxidschicht ausgebildet wird, wobei die Bauteile an ihren dekorativen Oberflächen bei Durchführung des Verfahrens bereits verchromt sind und zur Ausbildung der Kupferoxidschicht eine 80°C heiße Lösung, enthaltend 250 g/l Natriumchlorit (NaClO2) und 300 g/l Natriumhydroxid (NaOH), über einen Zeitraum von 10 Minuten eingesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile an ihren dekorativen Oberflächen galvanisch verchromt sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Gebrauch mit Wasser in Kontakt tretenden Oberflächen des Bauteils teilweise mit einer Nickelschicht, vorzugsweise mit einer galvanisch aufgebrachten Nickelschicht versehen sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferoxidschicht eine Schichtdicke von weniger als 50 µm, insbesondere von weniger als 25 µm, vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 0,05 µm und 5 µm, besitzt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Messinglegierung um eine bleihaltige Messinglegierung handelt, wobei vorzugsweise es sich bei der bleihaltigen Messinglegierung um CuZn37Pb oder CuZn39Pb3 handelt.
EP08850224A 2007-11-12 2008-10-27 Bereitstellung von wasserführenden bauteilen aus messinglegierungen mit verringerter metallionenfreisetzung Not-in-force EP2215286B1 (de)

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